۵- ۳- نیازهای گرمایشی و سرمایشی محیط و روش­های برآورد آن
مقدار نیاز به گرم کردن محیط در فصول سرد و سرد کردن محیط در فصول گرم، برحسب درجه - روز^[۱۹۹] محاسبه می­ شود. نحوه­ محاسبه­ی درجه - روزهای گرمایش^[۲۰۰] و سرمایش^[۲۰۱]، به ترتیب به شرح زیر است:

: درجه - روزهای گرمایش.

: آستانه­ آسایش حرارتی.
: دمای کمینه.

: دمای بیشینه.
: درجه - روزهای سرمایش (Fraiss & et al, 2010: 5).
با توجه به معادلات بالا، در صورتی که متوسط روزانه­ی دمای هوا بیش­تر از ۳/۱۸ درجه­ سانتی ­گراد باشد، نیاز به سرد کردن محیط و در صورتی که متوسط روزانه­ی دمای هوا کم­تر از ۳/۱۸ درجه­ سانتی-گراد باشد، نیاز به گرم کردن محیط به وجود می ­آید.
آستانه­ آسایش حرارتی^[۲۰۲] در کشورهای مختلف متفاوت است. سازمان هواشناسی ایران^[۲۰۳] به ترتیب برای درجه - روزهای سرمایش و گرمایش، دماهای ۲۱ و ۱۸ درجه­ سانتی ­گراد را به عنوان آستانه­ آسایش حرارتی در نظر گرفته است (فرج­زاده، ۱۳۸۸: ۲۱).

۶- ۳- محاسبه­ی نسبت تابش خورشید به بار گرمایشی
برای محاسبه­ی درصد گرمایش مورد نیازی که در فصول سرد توسط تابش خورشید قابل تأمین است، می­توان از رابطه­ زیر استفاده کرد:

: نسبت تابش خورشید به بار گرمایشی^[۲۰۴].
: تابش ماهانه­ی خورشید بر سطح گیرنده برحسب کیلووات­ساعت در مترمربع در روز.
: درجه - روزهای گرمایش در ماه مورد بررسی (جهان­بخش، ۱۳۷۷: ۷۷).
پس از محاسبه­ی نسبت تابش خورشید به بار گرمایشی، درصد گرمایش مورد نیاز در فصول سرد را می­توان به وسیله­ شکل ۱ - ۳ محاسبه کرد.

شکل ۱ - ۳: منحنی محاسبه­ی درصد گرمایش قابل تأمین توسط خورشید
فصل چهارم
نتایج و یافته­های پژوهش
۴- تحلیل فضایی و زمانی تابش ورودی
آب­وهواشناسان برای درک و تبیین اصول حاکم بر توزیع جغرافیایی عناصر و پدیده ­های جوی سطح زمین در مقیاس­های مکانی و زمانی مختلف، تابش خورشید را کنترل­ کننده­ اصلی آب­وهوای کره­ی زمین به شمار می­آورند (مفیدی و زرین، ۱۳۸۵: ۵۴). تابش خورشید با کنترل حرارت سطح زمین، پراکندگی مکانی و زمانی رطوبت و فشار را نیز تعیین می­ کند. بنابراین، بررسی همه­جانبه­ی آن برای درک و تبیین بهتر آب­وهوای کره­ی زمین بسیار ضروری است (کاویانی و علیجانی، ۱۳۸۳: ۵۷).
در عصر حاضر، بحران­هایی نظیر محدودیت ذخائر فسیلی و آلودگی­های زیست­محیطی ناشی از مصرف بی­رویه­ی آن­ها نگرانی­های بسیاری را به وجود آورده است. بنابراین، بهره ­برداری از انرژی­های تجدیدپذیر و پاک برای کاهش بحران­های مذکور ضروری است. در بین انرژی­های تجدیدپذیر و پاک، انرژی خورشیدی بسیار حائز اهمیت است؛ زیرا تابش خورشید منبع اولیه­ سایر انرژی­ها، نظیر انرژی باد، زمین­گرمایی، جزر و مد و انرژی به دست آمده از سوخت­های فسیلی است. این انرژی تجدیدپذیر با محیط­زیست سازگار است و سبب آلودگی آن نمی­ شود. نامحدود و پایان­ناپذیر است. در همه کشورها وجود دارد و می­توان از آن به صورت منطقه­ای و محلی بهره ­برداری کرد، ولی انرژی­های تجدیدناپذیر، نظیر سوخت­های فسیلی، سبب آلودگی محیط­زیست می­شوند. محدود هستند و روزی به پایان می­رسند و فقط در برخی از کشورها وجود دارند (ابراهیمیِ­قوام­آبادی و فولادیِ­دهقی، ۱۳۸۲: ۴۲۶).
ایران در بین عرض­های ۲۵ تا ۴۰ درجه­ شمالی و طول­های ۴۵ تا ۶۳ درجه­ شرقی قرار گرفته است. با توجه به موقعیت جغرافیایی ایران و توان بالای آن در دریافت انرژی خورشیدی، بهره ­برداری صحیح از این انرژی نامحدود، پاک و رایگان بسیار ضروری است؛ که با تحلیل فضایی^[۲۰۵] و زمانی تابش ورودی^[۲۰۶] خورشید برای آگاهی از مناطق مستعد و تابش­پذیر امکان­ پذیر است. به کمی کردن پدیده ­ها در سطح فضا، تحلیل فضایی گفته می­ شود (www.geog.ubc.ca).
در پژوهش حاضر تابش ورودی خورشید به صورت فضایی و زمانی تحلیل شده است. نتایج به دست آمده از تحلیل فضایی و زمانی تابش ورودی به شرح زیر می­باشد:
در ماه دسامبر کم­ترین مقدار تابش ورودی دریافت می­ شود. میانگین تابش در این ماه بین ۶/۱ تا ۳/۹ کیلووات­ساعت بر مترمربع در روز متغیر است (شکل ۴) در ماه دسامبر سیستم­های جوی کنترل- کننده­ آب­وهوای ایران در فصول سرد؛ یعنی بادهای غربی^[۲۰۷] و فرود بلند مدیترانه^[۲۰۸]، سبب به وجود آمدن جو باروکلینیک^[۲۰۹] - جو متلاطم و ناپایداری که حرکات عمودی دارد (کاویانی و علیجانی، ۱۳۸۳: ۵۷۵) - می­ شود (علیجانی، ۱۳۸۹: ۳۰). ناپایداری هوا و ابرناکی آسمان نیز سبب کاهش تابش دریافتی می­گردد. کوتاه بودن طول روز نیز، در پایین بودن تابش دریافتی در این ماه مؤثر است. با توجه به این­که شدت تابش خورشید در هر مکان، به موقعیت خورشید نسبت به آن مکان بستگی دارد (کسمایی، ۱۳۸۴: ۲۴)، در ماه دسامبر، شمال، شمال غرب و بخش­هایی از شمال شرق ایران، با میانگین ۶/۱ تا ۲ کیلووات-ساعت بر مترمربع در روز، کم­ترین مقدار تابش ورودی را دریافت می­ کنند؛ زیرا به علت بالا بودن عرض جغرافیایی، زاویه­ی تابش، مایل­تر و درنتیجه شدت تابش خورشید کم­تر است. ابرناکی آسمان، پایین بودن ساعات آفتابی و کوتاه بودن طول روز نیز در پایین بودن مقدار تابش دریافتی در مناطق مذکور مؤثر است (جدول ۴). جنوب و جنوب شرق ایران نیز با میانگین ۵/۳ تا ۹/۳ کیلووات­ساعت بر مترمربع در روز، بیش­ترین مقدار تابش ورودی را دریافت می­ کنند؛ زیرا به علت پایین بودن عرض جغرافیایی، زاویه­ی تابش، عمودتر و درنتیجه شدت تابش خورشید بیش­تر است. پایین بودن ضریب ابرناکی، بالا بودن ساعات آفتابی و بلند بودن طول روز نیز در بالا بودن مقدار تابش دریافتی در این مناطق مؤثر است (جدول ۱ - ۴).